JP2003072692A

JP2003072692A - 境界層制御機構。

Info

Publication number: JP2003072692A
Application number: JP2001268743A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nagano; 茂長野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】航空機及びロケットの胴体先端中心部の外壁
を流れる空気に対し旋回流を発生させ、胴体の先端中心
部の外壁に流れる空気の流れを円滑にさせ、一方、潜水
艦に対しても胴体先端中心部の外壁を流れる水流（海
水）に対し旋回流を発生させ、胴体の先端中心部の外壁
に流れる水流（海水）の流れを円滑にさせる。【解決手段】航空機及びロケットの胴体先端中心部の
外壁１２において、その半径方向外側に突出する旋回羽
根１５を、胴体先端中心部の外壁部１２に沿って螺旋状
に設けることにより、高速で流れる胴体先端中心部周辺
の空気に旋回流を発生させて、胴体先端中心部の外壁１
２に流れる空気の流れを円滑に胴体１１の後方に排出さ
せるように構成させ、一方、潜水艦に対しても同様に胴
体先端中心部の外壁３２において、その半径方向外側に
突出する旋回羽根３５を、胴体先端中心部の外壁部３２
に沿って螺旋状に設けることにより、高速で流れる胴体
先端中心部周辺の水流（海水）に旋回流を発生させて、
胴体先端中心部の外壁に流れる水流（海水）の流れを円
滑に胴体３１の後方に排出させるように構成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、境界層制御機構に
関し、詳しくは空中を航行する航空機並びにロケットと
水中を潜行する潜水艦における胴体の先端部分の抵抗を
低減させる胴体の先端部分の外壁部の構造の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】空を航行する航空機または宇宙に向けて
航行するロケットなどの胴体に流れる気流は、表面の外
壁に近くなるほど遅くなる傾向がある。この表面の外壁
に近くなるほど気流が遅くなる領域の層のことを境界層
と呼ばれている。この境界層は、外壁の表面を流れる気
流に粘性があるために生じる現象である。また境界層に
は、乱流境界層と層流境界層に分けられ、乱流境界層は
層流境界層に比べて抗力は約１０倍となる。胴体の表面
に対しての空気抵抗による摩擦抗力を減らすために境界
層制御の一つとしてボーテックス・ジェネレーターが用
いられている。このボーテックス・ジェネレーターは、
機体の表面に気流に適当な角度をもって、並べて取り付
けられた小片にて形成された構成となっている。一方、
水中を潜行する潜水艦に対しても上記に述べた大気中で
の気流による境界層と同様に水中においても水流による
境界層が存在する。水中を潜行する潜水艦の胴体の先端
表面に形成される境界層においては、空気の気流よりも
粘性の高い水つまり水中であることから摩擦抗力の大き
い傾向となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように大気中（空
中）を航行する航空機またはロケットの胴体の先端の外
壁には、進行方向に対して常に摩擦抗力が生じるととも
に境界層も生成される。そして常に胴体の先端の外壁に
生成する境界層の性質は変化している。時として、この
境界層の性質の変化により、航行の妨げとなる乱流境界
層や層流境界層の剥離により摩擦抗力の増大による推進
力への負荷の増大を招いている。よって大気中（空中）
を航行する航空機またはロケットの胴体の先端の外壁に
おける進行方向に対する空気（気流）の流動性に関して
は、胴体の先端の外壁を流れる流動空気（気流）に対し
て、いかに摩擦抗力を低減させることのできる境界層を
生成し維持させることができるかが問われている。一
方、水中を潜行する潜水艦に対しても同様に胴体の先端
の外壁には、進行方向に対して常に水（水中）の摩擦抗
力が生じるとともに境界層も生成される。そして常に潜
水艦の胴体の先端の外壁に生成する境界層の性質は変化
している。時として、この境界層の性質の変化により、
潜行の妨げとなる乱流境界層や層流境界層の剥離により
摩擦抗力の増大による推進力への負荷の増大を招いてい
る。よって水中を潜行する潜水艦の胴体の先端の外壁に
おける進行方向に対する水（水中）の流動性に関しても
同様に、胴体の先端の外壁を流れる流動水に対して、い
かに摩擦抗力を低減させることのできる境界層を生成し
維持させることができるかが問われている。

【０００４】したがって、本発明の課題は、大気中（空
中）を航行する航空機またはロケットの胴体の先端の外
壁に流れる流動空気（気流）に対して、摩擦抗力を低減
させることのできる境界層を生成し維持させるべく、航
空機またはロケットの胴体の先端中心部外壁に旋回流を
発生させる旋回羽根を設けるようにした外壁を提供する
とともに、水中を潜行する潜水艦に対しても同様に胴体
の先端の外壁に流れる流動水（水流）に対して、摩擦抗
力を低減させることのできる境界層を生成し維持させる
べく、潜水艦の胴体の先端中心部外壁に旋回流を発生さ
せる旋回羽根を設けるようにした外壁を提供するもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の第１の
発明は、中心となる胴体と、その胴体に接続されている
複数の翼と、その主翼に備え付けられた推進装置である
ジェットエンジン等の主要な一連の航行設備を備えた航
空機において、その前記航空機の胴体の先端部分の外壁
において、先端部分の中心から半径方向外側に突出する
旋回羽根を、前記航空機の胴体の先端部分の外壁部に沿
って螺旋状に設けることにより、前記航空機の胴体の先
端部分の外壁部に沿って流れる空気を、旋回させなが
ら、前記航空機の胴体の後方へ排出させるように構成す
ることを特徴としている。

【０００６】上記第１の発明によると、大気中（空中）
を航行する航空機の胴体の先端外壁に沿って胴体後方へ
と流れる空気が、胴体先端中心部を流れる際に、その胴
体先端中心部の外壁部近傍の空気は、螺旋状の旋回羽根
に沿うように回転方向に曲げられ旋回流として流れる。
このとき、胴体先端中心部の外壁部近傍の空気には円周
方向の流れ成分が与えられ、次第にその円周方向に旋回
するようになる。こうした旋回羽根の作用により、胴体
先端中心部の外壁部近傍を流れる空気には、この旋回流
により一定方向の層流境界層が生成される。

【０００７】請求項２に記載の第２の発明は、第１の発
明の構成に加え、前記旋回羽根の突端部までの高さが、
前記航空機の胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向
かうにつれて徐々に高くなるように形成することを特徴
としている。

【０００８】上記第２の発明によると、胴体先端中心部
の外壁部に設置される旋回羽根の高さが胴体先端部の後
方に位置する旋回羽根の終点に向けて徐々に高くなり、
旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体先端中心部の
中心点近辺にて発生する旋回流の大きさもまた、胴体先
端部の後方に位置する旋回羽根の終点にて徐々に大きく
なり、胴体先端部の後方に位置する旋回羽根の終点にて
最大となる。一方、旋回羽根の高さを高くすると、胴体
先端中心部において旋回させる空気は、周辺空気との抵
抗がそれだけ大きくなり、気流の差が生じて乱流となる
傾向がある。しかし、旋回羽根を上記のような構成とす
ることで、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋回
流が発生するようになる。

【０００９】請求項３に記載の第３の発明は、第１の発
明の構成に加え、前記航空機の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根の突端部までの高さが、旋回
羽根終了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピ
ークとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるよ
うに形成することを特徴としている。

【００１０】上記第３の発明によると、胴体先端中心部
の外壁部に設置される旋回羽根の高さが旋回羽根終了地
点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピークとし、
その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるようにしてい
る。一方、旋回羽根の高さを高くすると、胴体先端中心
部において旋回させる空気は、周辺空気との抵抗がそれ
だけ大きくなり、気流の差が生じて乱流となる傾向があ
る。しかし、旋回羽根を上記のような構成とすること
で、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋回流が発
生するようになる。

【００１１】請求項４に記載の第４の発明は、第１さら
に第２又は第３の発明の構成に加え、前記航空機の胴体
の先端部分の外壁部に設置される前記旋回羽根のねじれ
角が、前記航空機の胴体の先端部分の中心から胴体の後
方に向けて徐々に大きくなるようにして、前記旋回羽根
を設けることを特徴としている。

【００１２】上記第４の発明によると、旋回羽根のねじ
れ角が胴体先端部の後方に向かうにつれて徐々に大きく
なり、旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体先端中
心部にて発生する旋回流の大きさもまた、旋回羽根の終
点にて徐々に大きくなり、旋回羽根の終点にて最大とな
る。一方、旋回羽根のねじれ角を大きくすると、その旋
回羽根に沿って流れる空気による気体は円周方向の速度
成分がより大きくなる反面、周辺空気との抵抗がそれだ
け大きくなり、気流の差が生じて乱流となる傾向があ
る。しかし、旋回羽根を上記のような構成とすること
で、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋回流が発
生するようになる。

【００１３】請求項５に記載の第５の発明は、第４の発
明の構成に加え、前記航空機の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根の側面部を、前記航空機の胴
体の先端部分の半径方向から旋回流の回転方向側に傾斜
させるようにして、前記旋回羽根を設けることを特徴と
している。

【００１４】上記第５の発明によると、旋回流の回転方
向側に傾斜させた旋回羽根は、胴体の先端中心部の外壁
周辺を流れる空気に旋回流を生じさせるとともに、この
胴体の先端中心部の外壁周辺を流れる空気を胴体の先端
中心部の中心点近辺の外壁部付近からその胴体の先端部
の後方へと流れるように案内する。これにより、旋回羽
根が直接作用しない周辺の空気においても、弱いながら
も旋回流が効果的に発生するようになる。また、一般的
に旋回流を発生させると外に向かうにつれて旋回流が起
きにくくなる傾向にある。しかし、上記のように構成さ
れた旋回羽根は、周辺の空気にも弱いながらも旋回流へ
と誘導するため胴体の先端部周辺を流れる気体全体の流
れがよりスムーズになる。

【００１５】請求項６に記載の第６の発明は、請求項５
に記載の発明の構成に加え、前記航空機の胴体の先端部
分の外壁部に設置される前記旋回羽根に対して前記旋回
羽根の断面形状が、同旋回羽根の突端部から前記航空機
の胴体の先端部分の外壁部に近づくにつれて徐々に幅広
となるように形成することを特徴としている。

【００１６】上記第６の発明によると、旋回羽根の断面
が末広がり状となるように形成することで、旋回羽根自
体の強度及びその取り付け強度が十分に確保され、鋳造
など比較的容易な方法による一体形成が可能となる。

【００１７】請求項７に記載の第７の発明は、中心とな
る胴体と、その胴体に後方末端に備え付けられた推進装
置であるロケットエンジン等の主要な一連の航行設備を
備えたロケットにおいて、その前記ロケットの胴体の先
端部分の外壁において、先端部分の中心から半径方向外
側に突出する旋回羽根を、前記ロケットの胴体の先端部
分の外壁部に沿って螺旋状に設けることにより、前記ロ
ケットの胴体の先端部分の外壁部に沿って流れる空気
を、旋回させながら、前記ロケットの胴体の後方へ排出
させるように構成することを特徴としている。

【００１８】上記第７の発明によると、大気中（空中）
を宇宙に向けて航行するロケットの胴体の先端外壁に沿
って胴体後方へと流れる空気が、胴体先端中心部を流れ
る際に、その胴体の先端中心部の外壁部近傍の空気は、
螺旋状の旋回羽根に沿うように回転方向に曲げられ旋回
流として流れる。このとき、胴体の先端中心部の外壁部
近傍の空気には円周方向の流れ成分が与えられ、次第に
その円周方向に旋回するようになる。こうした旋回羽根
の作用により、胴体の先端中心部の外壁部近傍を流れる
空気には、この旋回流により一定方向の層流境界層が生
成される。

【００１９】請求項８に記載の第８の発明は、第７の発
明の構成に加え、前記旋回羽根の突端部までの高さが、
前記ロケットの胴体の先端部分の中心から胴体の後方に
向かうにつれて徐々に高くなるように形成することを特
徴としている。

【００２０】上記第８の発明によると、胴体の先端中心
部の外壁部に設置される旋回羽根の高さが胴体の先端部
の後方に位置する旋回羽根の終点に向けて徐々に高くな
り、旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体の先端中
心部の中心点近辺にて発生する旋回流の大きさもまた、
胴体の先端部の後方に位置する旋回羽根の終点にて徐々
に大きくなり、胴体の先端部の後方に位置する旋回羽根
の終点にて最大となる。一方、旋回羽根の高さを高くす
ると、胴体の先端中心部において旋回させる空気は、周
辺空気との抵抗がそれだけ大きくなり、気流の差が生じ
て乱流となる傾向がある。しかし、旋回羽根を上記のよ
うな構成とすることで、乱流をできるだけ抑えながら、
効果的に旋回流が発生するようになる。

【００２１】請求項９に記載の第９の発明は、第７の発
明の構成に加え、前記ロケットの胴体の先端部分の外壁
部に設置される前記旋回羽根の突端部までの高さが、旋
回羽根終了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大
ピークとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなる
ように形成することを特徴としている。

【００２２】上記第９の発明によると、胴体の先端中心
部の外壁部に設置される旋回羽根の高さが旋回羽根終了
地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピークと
し、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるようにし
ている。一方、旋回羽根の高さを高くすると、胴体の先
端中心部において旋回させる空気は、周辺空気との抵抗
がそれだけ大きくなり、気流の差が生じて乱流となる傾
向がある。しかし、旋回羽根を上記のような構成とする
ことで、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋回流
が発生するようになる。

【００２３】請求項１０に記載の第１０の発明は、第７
さらに第８又は第９の発明の構成に加え、前記ロケット
の胴体の先端部分の外壁部に設置される前記旋回羽根の
ねじれ角が、前記ロケットの胴体の先端部分の中心から
胴体の後方に向けて徐々に大きくなるようにして、前記
旋回羽根を設けることを特徴としている。

【００２４】上記第１０の発明によると、旋回羽根のね
じれ角が胴体の先端部の後方に向かうにつれて徐々に大
きくなり、旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体の
先端中心部にて発生する旋回流の大きさもまた、旋回羽
根の終点にて徐々に大きくなり、旋回羽根の終点にて最
大となる。一方、旋回羽根のねじれ角を大きくすると、
その旋回羽根に沿って流れる空気による気体は円周方向
の速度成分がより大きくなる反面、周辺空気との抵抗が
それだけ大きくなり、気流の差が生じて乱流となる傾向
がある。しかし、旋回羽根を上記のような構成とするこ
とで、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋回流が
発生するようになる。

【００２５】請求項１１に記載の第１１の発明は、第１
０の発明の構成に加え、前記ロケットの胴体の先端部分
の外壁部に設置される前記旋回羽根の側面部を、前記ロ
ケットの胴体の先端部分の半径方向から旋回流の回転方
向側に傾斜させるようにして、前記旋回羽根を設けるこ
とを特徴としている。

【００２６】上記第１１の発明によると、旋回流の回転
方向側に傾斜させた旋回羽根は、胴体の先端中心部の外
壁周辺を流れる空気に旋回流を生じさせるとともに、こ
の胴体の先端中心部の外壁周辺を流れる空気を胴体の先
端中心部の中心点近辺の外壁部付近からその胴体の先端
部の後方へと流れるように案内する。これにより、旋回
羽根が直接作用しない周辺の空気においても、弱いなが
らも旋回流が効果的に発生するようになる。また、一般
的に旋回流を発生させると外に向かうにつれて旋回流が
起きにくくなる傾向にある。しかし、上記のように構成
された旋回羽根は、周辺の空気にも弱いながらも旋回流
へと誘導するため胴体前面部周辺を流れる気体全体の流
れがよりスムーズになる。

【００２７】請求項１２に記載の第１２の発明は、請求
項１０に記載の発明の構成に加え、前記ロケットの胴体
の先端部分の外壁部に設置される前記旋回羽根に対して
前記旋回羽根の断面形状が、同旋回羽根の突端部から前
記ロケットの胴体の先端部分の外壁部に近づくにつれて
徐々に幅広となるように形成することを特徴としてい
る。

【００２８】上記第１２の発明によると、旋回羽根の断
面が末広がり状となるように形成することで、旋回羽根
自体の強度及びその取り付け強度が十分に確保され、鋳
造など比較的容易な方法による一体形成が可能となる。

【００２９】請求項１３に記載の第１３の発明は、中心
となる胴体と、その胴体に接続されている複数の旋回翼
と、推進装置であるスクリュウ等の主要な一連の潜行設
備を備えた潜水艦において、その前記潜水艦の胴体の先
端部分の外壁において、先端部分の中心から半径方向外
側に突出する旋回羽根を、前記潜水艦の胴体の先端部分
の外壁部に沿って螺旋状に設けることにより、前記潜水
艦の胴体の先端部分の外壁部に沿って流れる水流を、旋
回させながら、前記潜水艦の胴体の後方へ排出させるよ
うに構成することを特徴としている。

【００３０】上記第１３の発明によると、水中（海中）
を潜行する潜水艦の胴体の先端外壁に沿って胴体の後方
へと流れる水流（海水）が、胴体の先端中心部を流れる
際に、その胴体の先端中心部の外壁部近傍の水流（海
水）は、螺旋状の旋回羽根に沿うように回転方向に曲げ
られ旋回流として流れる。このとき、胴体の先端中心部
の外壁部近傍の水流（海水）には円周方向の流れ成分が
与えられ、次第にその円周方向に旋回するようになる。
こうした旋回羽根の作用により、胴体の先端中心部の外
壁部近傍を流れる水流（海水）には、この旋回流により
一定方向の層流境界層が生成される。

【００３１】請求項１４に記載の第１４の発明は、第１
３の発明の構成に加え、前記旋回羽根の突端部までの高
さが、前記潜水艦の胴体の先端部分の中心から胴体の後
方に向かうにつれて徐々に高くなるように形成すること
を特徴としている。

【００３２】上記第１４の発明によると、胴体の先端中
心部の外壁部に設置される旋回羽根の高さが胴体先端部
の後方に位置する旋回羽根の終点に向けて徐々に高くな
り、旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体の先端中
心部の中心点近辺にて発生する旋回流の大きさもまた、
胴体の先端部の後方に位置する旋回羽根の終点にて徐々
に大きくなり、胴体先端部の後方に位置する旋回羽根の
終点にて最大となる。一方、旋回羽根の高さを高くする
と、胴体の先端中心部において旋回させる水流（海水）
は、周辺水流（海水）との抵抗がそれだけ大きくなり、
水流の差が生じて乱流となる傾向がある。しかし、旋回
羽根を上記のような構成とすることで、乱流をできるだ
け抑えながら、効果的に旋回流が発生するようになる。

【００３３】請求項１５に記載の第１５の発明は、第１
３の発明の構成に加え、前記潜水艦の胴体の先端部分の
外壁部に設置される前記旋回羽根の突端部までの高さ
が、旋回羽根終了地点の手前において、旋回羽根の高さ
を最大ピークとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低
くなるように形成することを特徴としている。

【００３４】上記第１５の発明によると、胴体の先端中
心部の外壁部に設置される旋回羽根の高さが旋回羽根終
了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピークと
し、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるようにし
ている。一方、旋回羽根の高さを高くすると、胴体の先
端中心部において旋回させる水流（海水）は、周辺水流
（海水）との抵抗がそれだけ大きくなり、水流の差が生
じて乱流となる傾向がある。しかし、旋回羽根を上記の
ような構成とすることで、乱流をできるだけ抑えなが
ら、効果的に旋回流が発生するようになる。

【００３５】請求項１６に記載の第１６の発明は、第１
３さらに第１４又は第１５の発明の構成に加え、前記潜
水艦の胴体の先端部分の外壁部に設置される前記旋回羽
根のねじれ角が、前記潜水艦の胴体の先端部分の中心か
ら胴体の後方に向けて徐々に大きくなるようにして、前
記旋回羽根を設けることを特徴としている。

【００３６】上記第１６の発明によると、旋回羽根のね
じれ角が胴体先端部の後方に向かうにつれて徐々に大き
くなり、旋回羽根の終点にて最大となるため、胴体の先
端中心部にて発生する旋回流の大きさもまた、旋回羽根
の終点にて徐々に大きくなり、旋回羽根の終点にて最大
となる。一方、旋回羽根のねじれ角を大きくすると、そ
の旋回羽根に沿って流れる水流（海水）による気体は円
周方向の速度成分がより大きくなる反面、周辺空気との
抵抗がそれだけ大きくなり、気流の差が生じて乱流とな
る傾向がある。しかし、旋回羽根を上記のような構成と
することで、乱流をできるだけ抑えながら、効果的に旋
回流が発生するようになる。

【００３７】請求項１７に記載の第１７の発明は、第１
６の発明の構成に加え、前記潜水艦の胴体の先端部分の
外壁部に設置される前記旋回羽根の側面部を、前記潜水
艦の胴体の先端部分の半径方向から旋回流の回転方向側
に傾斜させるようにして、前記旋回羽根を設けることを
特徴としている。

【００３８】上記第１７の発明によると、旋回流の回転
方向側に傾斜させた旋回羽根は、胴体の先端中心部の外
壁周辺を流れる水流（海水）に旋回流を生じさせるとと
もに、この胴体の先端中心部の外壁周辺を流れる水流
（海水）を胴体の先端中心部の中心点近辺の外壁部付近
からその胴体先端部の後方へと流れるように案内する。
これにより、旋回羽根が直接作用しない周辺の水流（海
水）においても、弱いながらも旋回流が効果的に発生す
るようになる。また、一般的に旋回流を発生させると外
に向かうにつれて旋回流が起きにくくなる傾向にある。
しかし、上記のように構成された旋回羽根は、周辺の水
流（海水）にも弱いながらも旋回流へと誘導するため胴
体の先端部周辺を流れる水流全体の流れがよりスムーズ
になる。

【００３９】請求項１８に記載の第１８の発明は、請求
項１７に記載の発明の構成に加え、前記潜水艦の胴体の
先端部分の外壁部に設置される前記旋回羽根に対して前
記旋回羽根の断面形状が、同旋回羽根の突端部から前記
潜水艦の胴体の先端部分の外壁部に近づくにつれて徐々
に幅広となるように形成することを特徴としている。

【００４０】上記第１８の発明によると、旋回羽根の断
面が末広がり状となるように形成することで、旋回羽根
自体の強度及びその取り付け強度が十分に確保され、鋳
造など比較的容易な方法による一体形成が可能となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、第１及至
第６の発明を航空機における航空機の胴体の先端中心部
外壁に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明す
る。図１は本第１実施形態における航空機の胴体の先端
中心部を示す側面図である。

【００４２】第１実施形態の航空機の胴体の先端中心部
外壁１２の基本的構造は、図１に示すように、胴体の先
端中心部の中心点１３から円形状に胴体の後方に向けて
鋭角に末広がりの形状を示している。この胴体の先端中
心部１２の内側にはレーダー機能が装備されている。ま
た胴体の先端中心部１２の後方上部には操縦室１４があ
る。これら外観における航空機の胴体の先端中心部の外
壁１２において、この胴体の先端中心部外壁１２の外周
を沿ってを流れる空気に対して旋回流を与えるために、
この胴体の先端中心部外壁１２に螺旋状の旋回羽根１５
が設けられている。

【００４３】続いて、本発明の特徴部分である航空機の
胴体の先端中心部外壁１２の構成について詳細に説明す
る。図２の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は胴体の先端中心部
外壁１２に設けられる旋回羽根１５の１つを、それぞれ
矢印Ａ，矢印Ｂの方向から概略的に示す図であり、また
は（Ｃ）についてはＣ−Ｃ間で破断して示す断面図であ
る。図３及び図４は胴体の先端中心部外壁１２の断面図
である。

【００４４】図１に示すように、胴体の先端中心部外壁
１２の外観は、中心部の中心点１３から円形状に胴体１
１の後方に向けて鋭角に末広がりの円錐状に形成されて
いる。胴体の先端中心部分の外壁１２には、複数枚（図
では６枚）の旋回羽根１５が一定の間隔で設けられる。
各旋回羽根１５は、胴体の先端中心部外壁１２の外周を
流れる空気が、Ｒ方向に旋回するように、胴体の先端中
心部外壁１２の外周に沿って旋回方向Ｒに曲げられ螺旋
状に設けられる。

【００４５】図２の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、旋回
羽根１５は複雑なねじれ羽根状に形成される。旋回羽根
１５は、まず、胴体の先端中心部分から突端部１８まで
の高さが、すなわち胴体の先端中心部分の中心点付近１
３の位置から胴体１１の前面から後部に向かうにつれ
て、徐々に高くなるように形成される。そして、旋回羽
根終了地点の手前において、旋回羽根１５の高さをピー
ク１６とし、その後は旋回羽根１５の高さを徐々に低く
なるように形成される。また、旋回羽根１５は、胴体の
先端中心部の軸線方向に対するねじれ角αが、すなわち
胴体の先端中心部の中心点付近１３の位置から胴体１１
の後部方向に向かうにつれて、徐々に大きくなるように
して設けられる。さらに、旋回羽根１５は、その突端部
１８の位置を、胴体の前面中心部から半径方向の旋回方
向Ｒに沿って、傾斜角βだけ傾斜させ、側面部１７が傾
斜した状態となるようにして設けられる。

【００４６】次いで、上記のように構成される胴体の先
端中心部の外壁部分１２の作用及び効果について説明す
る。

【００４７】航行中の航空機において、航空機の前方か
らみて前面にあたる胴体１１の先端中心部の外壁１２に
直面する空気は、胴体の先端中心部１２から胴体１１の
後方へと導かれる。このとき、胴体の先端中心部の外壁
近傍を流れる空気は一部が旋回羽根１５の側面部１７に
当たり、螺旋状に設けられた旋回羽根１５の側面部１７
に沿って流れる。これにより、空気には円周方向Ｒの流
れ成分が与えられ、次第にその円周方向Ｒに旋回するよ
うになる。そして、旋回流となって胴体１１の後方に進
む空気は、旋回流の流れを維持しながら周辺の空気にも
旋回流を与えながら胴体１１の後方へと流れていく。通
常の航空機の前面にあたる胴体の先端中心部の外壁周辺
１２には空気抵抗による流れの損失が発生する。しか
し、本実施形態のように、予め胴体の先端中心部周辺１
２の空気に旋回流を与えて胴体１１の後方へと流れるよ
うにすれば、このような空気抵抗による損失をある程度
低減させることができる。

【００４８】また、実際に胴体の先端中心部の外壁周辺
１２を流れる空気が、整流状態となっていることはほと
んどない。特に、空気が最初に直面する胴体の先端中心
部分１２では、一時的に激しい乱流状態となり、この乱
流による気流抵抗によって、胴体１１の後方へと流す空
気の流速や圧力など種々の損失が発生し、ひいては推進
力の低下を生じていると考えられる。しかし、本実施形
態では、旋回羽根１５の旋回流を与える作用により、流
れに方向性が与えられるため、激しい乱流状態を解消
し、あるいはその程度を緩和することができる。

【００４９】さらに、胴体の先端中心部の外壁１２に対
して、旋回羽根１５を上述したような構成とすることに
より、旋回流を効果的に発生させることができる。すな
わち、旋回羽根１５の高さが胴体の後方へと向かうにつ
れて徐々に高くなっており、かつ、旋回羽根１５のねじ
れ角αが胴体１１の後方へと向かうにつれて徐々に大き
くなっているため、旋回羽根１５による流速の損失の影
響をできるだけ抑えながら、旋回羽根終了地点にてその
大きさが最大となるようにして旋回流を発生させること
ができる。

【００５０】さらに、旋回羽根１５が傾斜角βだけ傾斜
させて設けると共に、旋回羽根終了地点の手前におい
て、旋回羽根１５の高さをピーク１６とし、その後は旋
回羽根１５の高さを徐々に低くさせることにより、胴体
の先端中心部の外壁部付近１２における気体の流れが、
その胴体の先端中心部１２から外方向に向かうようにな
るため、旋回羽根１５の作用が直接及ばない胴体の先端
中心部周辺付近の空気にも旋回流を発生させることがで
きる。また、流速が遅い胴体の先端中心部の外壁部付近
の空気が、乱流の発生を抑制させながら流速が速い周辺
付近の空気に誘導されるため、胴体の先端中心部の外壁
部付近１２の流体全体の流れをよりスムーズにすること
ができる。

【００５１】以上のように、本第１実施形態の航空機の
前方からみて前面にあたる胴体の先端中心部の外壁構造
１２によれば、胴体の先端中心部の外壁付近１２の直接
作用する空気に対して、空気に旋回流を発生させること
により、その際に生じる種々の損失を低減させることが
でき、これにより胴体の先端中心部外壁周辺１２の空気
の境界層を層流に保ったり、または境界層剥離を改善さ
せることができる。

【００５２】なお、本発明の航空機の前方からみて前面
にあたる胴体の先端中心部の外壁構造１２は、上述した
実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載され
た内容を逸脱しない範囲内において変更が可能である。
例えば、次に示すような構成とすることもできる。

【００５３】旋回羽根１５の大きさや形状、あるいはそ
の取り付け枚数や場所といった条件は適宜変更が可能で
あり、胴体の先端中心部の形式や胴体の先端中心部の外
側の外径、旋回流強度、などに応じて、最適の流れ（旋
回流）が得られるように設計してもよい。例えば、図３
に示すように、旋回羽根１５の断面が略三角形状となる
ように形成してもよい。この場合、旋回羽根１５の裏側
に半ば閉塞した空間が生じることがないため、旋回羽根
１５の裏側に回り込んだ気体がそこで滞り、気体全体の
スムーズな流れを阻害するような状態が発生するのを回
避することができる。また、旋回羽根１５をこのような
形状とした場合、旋回羽根１５自体の強度やその取り付
け強度が増すことから、旋回羽根１５と胴体の先端中心
部の外壁を鋳造などの方法により一体成形して製作する
ことができる。

【００５４】（第２実施形態）以下、第７及至第１２の
発明を宇宙に向けて航行するロケットにおけるロケット
の胴体の先端中心部外壁に具体化した一実施形態を図面
に基づいて説明する。図５は本第２実施形態におけるロ
ケットの胴体の先端中心部を示す側面図である。

【００５５】第２実施形態のロケットの胴体２１の先端
中心部外壁２２の基本的構造は、図５に示すように、胴
体の先端中心部の中心点２３から円形状に胴体の後方２
１に向けて鋭角に末広がりの形状を示している。この胴
体の先端中心部２２の内側には各種宇宙航行に必要な機
能が装備されている。これら外観におけるロケットの胴
体の先端中心部外壁２２において、この胴体の先端中心
部外壁２２の外周を沿ってを流れる空気に対して旋回流
を与えるために、この胴体の先端中心部外壁２２に螺旋
状の旋回羽根２５が設けられている。

【００５６】続いて、本発明の特徴部分であるロケット
の胴体の先端中心部外壁２２の構成について詳細に説明
する。図６の（Ｄ），（Ｅ），（Ｇ）は胴体の先端中心
部外壁２２に設けられる旋回羽根２５の１つを、それぞ
れ矢印Ｄ，矢印Ｅの方向から概略的に示す図であり、ま
たは（Ｇ）についてはＧ−Ｇ間で破断して示す断面図で
ある。図７及び図８は胴体の先端中心部外壁２２の断面
図である。

【００５７】図５に示すように、胴体の先端中心部外壁
２２の外観は、中心部の中心点２３から円形状に胴体２
１の後方に向けて鋭角に末広がりの円錐状に形成されて
いる。胴体の先端中心部分の外壁２２には、複数枚（図
では６枚）の旋回羽根２５が一定の間隔で設けられる。
各旋回羽根２５は、胴体の先端中心部外壁２２の外周を
流れる空気が、Ｒ方向に旋回するように、胴体の先端中
心部外壁２２の外周に沿って旋回方向Ｒに曲げられ螺旋
状に設けられる。

【００５８】図６の（Ｄ）〜（Ｇ）に示すように、旋回
羽根２５は複雑なねじれ羽根状に形成される。旋回羽根
２５は、まず、胴体の先端中心部分から突端部２８まで
の高さが、すなわち胴体の先端中心部分の中心点付近２
３の位置から胴体２１の後部方向に向かうにつれて、徐
々に高くなるように形成される。そして、旋回羽根終了
地点の手前において、旋回羽根２５の高さをピーク２６
とし、その後は旋回羽根２５の高さを徐々に低くなるよ
うに形成される。また、旋回羽根２５は、胴体の先端中
心部の軸線方向に対するねじれ角αが、すなわち胴体の
先端中心部の中心点付近２３の位置から胴体２１の前面
の後部に向かうにつれて、徐々に大きくなるようにして
設けられる。さらに、旋回羽根２５は、その突端部２８
の位置を、胴体の先端中心部２２から半径方向の旋回方
向Ｒに沿って、傾斜角βだけ傾斜させ、側面部２７が傾
斜した状態となるようにして設けられる。

【００５９】次いで、上記のように構成されるロケット
の胴体の先端中心部の外壁部分２２の作用及び効果につ
いて説明する。

【００６０】宇宙へ向けて航行中のロケットにおいて、
ロケットの前方からみて前面にあたる胴体２１の先端中
心部の外壁２２に直面する空気は、胴体の先端中心部２
２から胴体２１の後方へと導かれる。このとき、胴体の
先端中心部の外壁近傍２２を流れる空気は一部が旋回羽
根２５の側面部２７に当たり、螺旋状に設けられた旋回
羽根２５の側面部２７に沿って流れる。これにより、空
気には円周方向Ｒの流れ成分が与えられ、次第にその円
周方向Ｒに旋回するようになる。そして、旋回流となっ
て胴体２１の後方に進む空気は、旋回流の流れを維持し
ながら周辺の空気にも旋回流を与えながら胴体２１の後
方へと流れていく。通常のロケットの前面にあたる胴体
の先端中心部の外壁周辺２２には空気抵抗による流れの
損失が発生する。しかし、本実施形態のように、予め胴
体の先端中心部周辺２２の空気に旋回流を与えて胴体２
１の後方へと流れるようにすれば、このような空気抵抗
による損失をある程度低減させることができる。

【００６１】また、実際に胴体の先端中心部の外壁周辺
を流れる空気が、整流状態となっていることはほとんど
ない。特に、空気が最初に直面する胴体の先端中心部分
２２では、一時的に激しい乱流状態となり、この乱流に
よる気流抵抗によって、胴体２１の後方へと流す空気の
流速や圧力など種々の損失が発生し、ひいては推進力の
低下を生じていると考えられる。しかし、本実施形態で
は、旋回羽根２５の旋回流を与える作用により、流れに
方向性が与えられるため、激しい乱流状態を解消し、あ
るいはその程度を緩和することができる。

【００６２】さらに、胴体の先端中心部の外壁２２に対
して、旋回羽根２５を上述したような構成とすることに
より、旋回流を効果的に発生させることができる。すな
わち、旋回羽根２５の高さが胴体２１の後方へと向かう
につれて徐々に高くなっており、かつ、旋回羽根２５の
ねじれ角αが胴体の後方へと向かうにつれて徐々に大き
くなっているため、旋回羽根２５による流速の損失の影
響をできるだけ抑えながら、旋回羽根終了地点にてその
大きさが最大となるようにして旋回流を発生させること
ができる。

【００６３】さらに、旋回羽根２５が傾斜角βだけ傾斜
させて設けると共に、旋回羽根終了地点の手前におい
て、旋回羽根２５の高さをピーク２６とし、その後は旋
回羽根２５の高さを徐々に低くさせることにより、胴体
の先端中心部の外壁部付近２２における気体の流れが、
その胴体の先端中心部２２から外方向に向かうようにな
るため、旋回羽根２５の作用が直接及ばない胴体の先端
中心部周辺付近の空気にも旋回流を発生させることがで
きる。また、流速が遅い胴体の先端中心部の外壁部付近
２２の空気が、乱流の発生を抑制させながら流速が速い
周辺付近の空気に誘導されるため、胴体の先端中心部の
外壁部付近２２の流体全体の流れをよりスムーズにする
ことができる。

【００６４】以上のように、本第２実施形態のロケット
の前方からみて前面にあたる胴体の先端中心部の外壁構
造２２によれば、胴体の先端中心部の外壁付近の直接作
用する空気に対して、空気に旋回流を発生させることに
より、その際に生じる種々の損失を低減させることがで
き、これにより胴体の先端中心部外壁周辺の空気の境界
層を層流に保ったり、または境界層剥離を改善させるこ
とができる。

【００６５】なお、本発明のロケットの前方からみて前
面にあたる胴体の先端中心部の外壁構造２２は、上述し
た実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載さ
れた内容を逸脱しない範囲内において変更が可能であ
る。例えば、次に示すような構成とすることもできる。

【００６６】旋回羽根２５の大きさや形状、あるいはそ
の取り付け枚数や場所といった条件は適宜変更が可能で
あり、胴体の先端中心部の形式や胴体の先端中心部の外
側の外径、旋回流強度、などに応じて、最適の流れ（旋
回流）が得られるように設計してもよい。例えば、図７
に示すように、旋回羽根２５の断面が略三角形状となる
ように形成してもよい。この場合、旋回羽根２５の裏側
に半ば閉塞した空間が生じることがないため、旋回羽根
２５の裏側に回り込んだ気体がそこで滞り、気体全体の
スムーズな流れを阻害するような状態が発生するのを回
避することができる。また、旋回羽根２５をこのような
形状とした場合、旋回羽根２５自体の強度やその取り付
け強度が増すことから、旋回羽根２５と胴体の先端中心
部の外壁を鋳造などの方法により一体成形して製作する
ことができる。

【００６７】（第３実施形態）以下、第１３及至第１８
の発明を水中（海中）を潜行する潜水艦における潜水艦
の胴体の先端中心部外壁に具体化した一実施形態を図面
に基づいて説明する。図９は本第３実施形態における潜
水艦の胴体の先端中心部を示す側面図である。

【００６８】第３実施形態の潜水艦の胴体の先端中心部
外壁３２の基本的構造は、図９に示すように、胴体の先
端中心部の中心点３３から円形状に胴体３１の後方に向
けて鋭角に末広がりの形状を示している。この胴体の先
端中心部３２の内側には各種潜水航行に必要な機能が装
備されている。これら外観における潜水艦の胴体の先端
中心部外壁３２において、この胴体の先端中心部外壁３
２の外周を沿ってを流れる水流（海水）に対して旋回流
を与えるために、この胴体の先端中心部外壁に螺旋状の
旋回羽根３５が設けられている。

【００６９】続いて、本発明の特徴部分である潜水艦の
胴体の先端中心部外壁３２の構成について詳細に説明す
る。図１０の（Ｈ），（Ｊ），（Ｋ）は胴体の先端中心
部外壁３２に設けられる旋回羽根３５の１つを、それぞ
れ矢印Ｈ，矢印Ｊの方向から概略的に示す図であり、ま
たは（Ｋ）についてはＫ−Ｋ間で破断して示す断面図で
ある。図１１及び図１２は胴体の先端中心部外壁３２の
断面図である。

【００７０】図９に示すように、胴体の先端中心部外壁
３２の外観は、中心部の中心点３３から円形状に胴体３
１の後方に向けて鋭角に末広がりの円錐状に形成されて
いる。胴体の先端中心部分の外壁３２には、複数枚（図
では６枚）の旋回羽根３５が一定の間隔で設けられる。
各旋回羽根３５は、胴体の先端中心部外壁の外周を流れ
る水流（海水）が、Ｒ方向に旋回するように、胴体の先
端中心部外壁の外周に沿って旋回方向Ｒに曲げられ螺旋
状に設けられる。

【００７１】図１０図の（Ｈ）〜（Ｋ）に示すように、
旋回羽根３５は複雑なねじれ羽根状に形成される。旋回
羽根３５は、まず、胴体の先端中心部分から突端部３８
までの高さが、すなわち胴体の先端中心部分の中心点付
近３３の位置から胴体３１の後部方向に向かうにつれ
て、徐々に高くなるように形成される。そして、旋回羽
根終了地点の手前において、旋回羽根３５の高さをピー
ク３６とし、その後は旋回羽根３５の高さを徐々に低く
なるように形成される。また、旋回羽根３５は、胴体の
先端中心部の軸線方向に対するねじれ角αが、すなわち
胴体の先端中心部の中心点付近３３の位置から胴体３１
の前面の後部に向かうにつれて、徐々に大きくなるよう
にして設けられる。さらに、旋回羽根３５は、その突端
部３８の位置を、胴体の先端中心部から半径方向の旋回
方向Ｒに沿って、傾斜角βだけ傾斜させ、側面部３７が
傾斜した状態となるようにして設けられる。

【００７２】次いで、上記のように構成される潜水艦の
胴体の先端中心部の外壁部分の作用及び効果について説
明する。

【００７３】水中（海中）を潜行航行する潜水艦におい
て、潜水艦の前方からみて前面にあたる胴体の先端中心
部の外壁３２に直面する水流（海水）は、胴体の先端中
心部３２から胴体３１の後方へと導かれる。このとき、
胴体の先端中心部の外壁近傍３２を流れる水流（海水）
は一部が旋回羽根３５の側面部３７に当たり、螺旋状に
設けられた旋回羽根３５の側面部３７に沿って流れる。
これにより、水流（海水）には円周方向Ｒの流れ成分が
与えられ、次第にその円周方向Ｒに旋回するようにな
る。そして、旋回流となって胴体３１の後方に進む水流
（海水）は、旋回流の流れを維持しながら周辺の水流
（海水）にも旋回流を与えながら胴体３１の後方へと流
れていく。通常の潜水艦の前面にあたる胴体の先端中心
部の外壁周辺には水の抵抗（海水の抵抗）による流れの
損失が発生する。しかし、本実施形態のように、予め胴
体の先端中心部周辺の水流（海水）に旋回流を与えて胴
体の後方へと流れるようにすれば、このような水の抵抗
（海水の抵抗）による損失をある程度低減させることが
できる。

【００７４】また、実際に胴体の先端中心部の外壁周辺
３２を流れる水流（海水）が、整流状態となっているこ
とはほとんどない。特に、水流（海水）が最初に直面す
る胴体の先端中心部分３２では、一時的に激しい乱流状
態となり、この乱流による水流の抵抗によって、胴体３
１の後方へと流す水流（海水）の流速や圧力など種々の
損失が発生し、ひいては推進力の低下を生じていると考
えられる。しかし、本実施形態では、旋回羽根３５の旋
回流を与える作用により、流れに方向性が与えられるた
め、激しい乱流状態を解消し、あるいはその程度を緩和
することができる。

【００７５】さらに、胴体の先端中心部の外壁３２に対
して、旋回羽根３５を上述したような構成とすることに
より、旋回流を効果的に発生させることができる。すな
わち、旋回羽根３５の高さが胴体３１の後方へと向かう
につれて徐々に高くなっており、かつ、旋回羽根３５の
ねじれ角αが胴体３１の後方へと向かうにつれて徐々に
大きくなっているため、旋回羽根３５による流速の損失
の影響をできるだけ抑えながら、旋回羽根終了地点にて
その大きさが最大となるようにして旋回流を発生させる
ことができる。

【００７６】さらに、旋回羽根３５が傾斜角βだけ傾斜
させて設けると共に、旋回羽根終了地点の手前におい
て、旋回羽根３５の高さをピーク３６とし、その後は旋
回羽根３５の高さを徐々に低くさせることにより、胴体
の先端中心部の外壁部付近３２における水流（海水）の
流れが、その胴体の先端中心部から外方向に向かうよう
になるため、旋回羽根３５の作用が直接及ばない胴体の
先端中心部周辺付近の水流（海水）にも旋回流を発生さ
せることができる。また、流速が遅い胴体の先端中心部
の外壁部付近の水流（海水）が、乱流の発生を抑制させ
ながら流速が速い周辺付近の水流（海水）に誘導される
ため、胴体の先端中心部の外壁部付近３２の流体全体の
流れをよりスムーズにすることができる。

【００７７】以上のように、本第３実施形態の潜水艦の
前方からみて前面にあたる胴体の先端中心部の外壁構造
３２によれば、胴体の先端中心部の外壁付近３２の直接
作用する水流（海水）に対して、水流（海水）に旋回流
を発生させることにより、その際に生じる種々の損失を
低減させることができ、これにより胴体の先端中心部外
壁周辺の水流（海水）の境界層を層流に保ったり、また
は境界層剥離を改善させることができる。

【００７８】なお、本発明の潜水艦の前方からみて前面
にあたる胴体の先端中心部の外壁構造３２は、上述した
実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載され
た内容を逸脱しない範囲内において変更が可能である。
例えば、次に示すような構成とすることもできる。

【００７９】旋回羽根３５の大きさや形状、あるいはそ
の取り付け枚数や場所といった条件は適宜変更が可能で
あり、胴体の先端中心部の形式や胴体の先端中心部の外
側の外径、旋回流強度、などに応じて、最適の流れ（旋
回流）が得られるように設計してもよい。例えば、図１
１に示すように、旋回羽根３５の断面が略三角形状とな
るように形成してもよい。この場合、旋回羽根３５の裏
側に半ば閉塞した空間が生じることがないため、旋回羽
根３５の裏側に回り込んだ水流（海水）がそこで滞り、
気体全体のスムーズな流れを阻害するような状態が発生
するのを回避することができる。また、旋回羽根３５を
このような形状とした場合、旋回羽根３５自体の強度や
その取り付け強度が増すことから、旋回羽根３５と胴体
の先端中心部の外壁３２を鋳造などの方法により一体成
形して製作することができる。

【００８０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、航空機
の胴体先端中心部の外壁に流れる空気に旋回流を与える
ことにより、航空機の胴体先端中心部の外壁表面の空気
における乱流は抑制され、同一方向に気流が流れる層流
を保ちながら胴体先端中心部の外壁表面の空気を円滑に
後方へ排出させることができる。これにより、胴体先端
中心部の外壁表面の気流において種々の損失を低減させ
ることができ、ひいては航空機の推進力の負荷の低減を
図ることができることにより、航空機の推進力の向上を
図ることができる。

【００８１】請求項２及至４に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加え、流速の損失をできる
だけ抑えながら、空気が直接接触する航空機の胴体先端
中心部の外壁に近いところで効果的に旋回流を発生させ
ることができる。

【００８２】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
及至４のいずれか１つに記載の発明の効果に加え、旋回
羽根が直接作用しない航空機の胴体先端中心部の外壁近
辺を流れる空気においても、旋回流を効果的に発生させ
ることができる。また、航空機の胴体先端中心部の外壁
部付近を流れる流速の遅い気体を、より流速の速い周辺
付近の空気に誘導することにより、航空機の胴体先端中
心部の外壁を流れる空気をスムーズにして航空機の胴体
の後方へ乱流を押さえ、かつ層流を保ちながら効率良く
流れ込ませることができる。

【００８３】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の効果に加え、旋回羽根自体の強度やその
取り付け強度を高めることができる。

【００８４】請求項７に記載の発明によれば、ロケット
の胴体先端中心部の外壁に流れる空気に旋回流を与える
ことにより、ロケットの胴体先端中心部の外壁表面の空
気における乱流は抑制され、同一方向に気流が流れる層
流を保ちながら胴体先端中心部の外壁表面の空気を円滑
に後方へ排出させることができる。これにより、胴体先
端中心部の外壁表面の気流において種々の損失を低減さ
せることができ、ひいてはロケットの推進力の負荷の低
減を図ることができることにより、航空機の推進力の向
上を図ることができる。

【００８５】請求項８及至１０に記載の発明によれば、
請求項７に記載の発明の効果に加え、流速の損失をでき
るだけ抑えながら、空気が直接接触するロケットの胴体
先端中心部の外壁に近いところで効果的に旋回流を発生
させることができる。

【００８６】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
７及至１０のいずれか１つに記載の発明の効果に加え、
旋回羽根が直接作用しないロケットの胴体先端中心部の
外壁近辺を流れる空気においても、旋回流を効果的に発
生させることができる。また、ロケットの胴体先端中心
部の外壁部付近を流れる流速の遅い気体を、より流速の
速い周辺付近の空気に誘導することにより、ロケットの
胴体先端中心部の外壁を流れる空気をスムーズにしてロ
ケットの胴体の後方へ乱流を押さえ、かつ層流を保ちな
がら効率良く流れ込ませることができる。

【００８７】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１に記載の発明の効果に加え、旋回羽根自体の強度や
その取り付け強度を高めることができる。

【００８８】請求項１３に記載の発明によれば、潜水艦
の胴体先端中心部の外壁に流れる水流（海水）に旋回流
を与えることにより、潜水艦の胴体先端中心部の外壁表
面の水流（海水）における乱流は抑制され、同一方向に
水流が流れる層流を保ちながら胴体先端中心部の外壁表
面の水流（海水）を円滑に後方へ排出させることができ
る。これにより、胴体先端中心部の外壁表面の水流にお
いて種々の損失を低減させることができ、ひいては潜水
艦の推進力の負荷の低減を図ることができることによ
り、潜水艦の推進力の向上を図ることができる。

【００８９】請求項１４及至１６に記載の発明によれ
ば、請求項１３に記載の発明の効果に加え、流速の損失
をできるだけ抑えながら、水流（海水）が直接接触する
潜水艦の胴体先端中心部の外壁に近いところで効果的に
旋回流を発生させることができる。

【００９０】請求項１７に記載の発明によれば、請求項
１３及至１６のいずれか１つに記載の発明の効果に加
え、旋回羽根が直接作用しない潜水艦の胴体先端中心部
の外壁近辺を流れる水流（海水）においても、旋回流を
効果的に発生させることができる。また、潜水艦の胴体
先端中心部の外壁部付近を流れる流速の遅い水流（海
水）を、より流速の速い周辺付近の水流（海水）に誘導
することにより、潜水艦の胴体先端中心部の外壁を流れ
る水流（海水）をスムーズにして潜水艦の胴体の後方へ
乱流を押さえ、かつ層流を保ちながら効率良く流れ込ま
せることができる。

【００９１】請求項１８に記載の発明によれば、請求項
１７に記載の発明の効果に加え、旋回羽根自体の強度や
その取り付け強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施形態である航空機
の胴体の先端中心部外壁の外観の概略を示す側面図であ
る。

【図２】同航空機の胴体の先端中心部外壁部分における
旋回羽根の１つを、それぞれ異なる方向から概略的に示
す図であって、（Ａ）は矢印Ａの方向から示す図であ
り、（Ｂ）は矢印Ｂの方向から示す図であり、（Ｃ）は
矢印Ｃの方向から示す図である。

【図３】同航空機の胴体の先端中心部外壁部分をＹ−Ｙ
間で破断して示す部分断面図である。

【図４】本発明を具体化した別の実施形態である航空機
の胴体の先端中心部外壁部分を、図３と同様に破断して
示す部分断面図である。

【図５】本発明を具体化した第２実施形態であるロケッ
トの胴体の先端中心部外壁の外観の概略を示す側面図で
ある。

【図６】同ロケットの胴体の先端中心部外壁部分におけ
る旋回羽根の１つを、それぞれ異なる方向から概略的に
示す図であって、（Ｄ）は矢印Ｄの方向から示す図であ
り、（Ｅ）は矢印Ｅの方向から示す図であり、（Ｇ）は
矢印Ｇの方向から示す図である。

【図７】同ロケットの胴体の先端中心部外壁部分をＸ−
Ｘ間で破断して示す部分断面図である。

【図８】本発明を具体化した別の実施形態であるロケッ
トの胴体の先端中心部外壁部分を、図７と同様に破断し
て示す部分断面図である。

【図９】本発明を具体化した第３実施形態である潜水艦
の胴体の先端中心部外壁の外観の概略を示す側面図であ
る。

【図１０】同潜水艦の胴体の先端中心部外壁部分におけ
る旋回羽根の１つを、それぞれ異なる方向から概略的に
示す図であって、（Ｈ）は矢印Ｈの方向から示す図であ
り、（Ｊ）は矢印Ｊの方向から示す図であり、（Ｋ）は
矢印Ｋの方向から示す図である。

【図１１】同潜水艦の胴体の先端中心部外壁部分をＷ−
Ｗ間で破断して示す部分断面図である。

【図１２】本発明を具体化した別の実施形態である潜水
艦の胴体の先端中心部外壁部分を、図１１と同様に破断
して示す部分断面図である。

【符号の説明】

１１航空機の胴体１２航空機の胴体先端中心部分１３航空機の胴体先端中心部分の中心点１４操縦室１５航空機の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根１６航空機の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
のピーク地点１７航空機の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
側面部１８航空機の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
突端部２１ロケットの胴体２２ロケットの胴体先端中心部分２３ロケットの胴体先端中心部分の中心点２５ロケットの胴体先端中心部分外壁における旋回羽
根２６ロケットの胴体先端中心部分外壁における旋回羽
根のピーク地点２７ロケットの胴体先端中心部分外壁における旋回羽
根側面部２８ロケットの胴体先端中心部分外壁における旋回羽
根突端部３１潜水艦の胴体３２潜水艦の胴体先端中心部分３３潜水艦の胴体先端中心部分の中心点３５潜水艦の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根３６潜水艦の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
のピーク地点３７潜水艦の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
側面部３８潜水艦の胴体先端中心部分外壁における旋回羽根
突端部Ｒ旋回方向Ｆ吸気通路内の吸気の進行方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心となる胴体と、その胴体に接続され
ている複数の翼と、その主翼に備え付けられた推進装置
であるジェットエンジン等の主要な一連の航行設備を備
えた航空機において、その前記航空機の胴体の先端部分
の外壁において、先端部分の中心から半径方向外側に突
出する旋回羽根を、前記航空機の胴体の先端部分の外壁
部に沿って螺旋状に設けることにより、前記航空機の胴
体の先端部分の外壁部に沿って流れる空気を、旋回させ
ながら、前記航空機の胴体の後方へ排出させるように構
成することを特徴とする境界層制御機構。
【請求項２】前記旋回羽根の突端部までの高さが、前
記航空機の胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向か
うにつれて徐々に高くなるように形成することを特徴と
する請求項１に記載の境界層制御機構。
【請求項３】前記航空機の胴体の先端部分の外壁部に
設置される前記旋回羽根の突端部までの高さが、旋回羽
根終了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピー
クとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるよう
に形成することを特徴とする請求項１に記載の境界層制
御機構。
【請求項４】前記航空機の胴体の先端部分の外壁部に
設置される前記旋回羽根のねじれ角が、前記航空機の胴
体の先端部分の中心から胴体の後方に向けて徐々に大き
くなるようにして、前記旋回羽根を設けることを特徴と
する請求項１〜３に記載の境界層制御機構。
【請求項５】前記航空機の胴体の先端部分の外壁部に
設置される前記旋回羽根の側面部を、前記航空機の胴体
の先端部分の半径方向から旋回流の回転方向側に傾斜さ
せるようにして、前記旋回羽根を設けることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１つに記載の境界層制御機
構。
【請求項６】前記航空機の胴体の先端部分の外壁部に
設置される前記旋回羽根に対して前記旋回羽根の断面形
状が、同旋回羽根の突端部から前記航空機の胴体の先端
部分の外壁部に近づくにつれて徐々に幅広となるように
形成することを特徴とする請求項５に記載の境界層制御
機構。
【請求項７】中心となる胴体と、その胴体に後方末端
に備え付けられた推進装置であるロケットエンジン等の
主要な一連の航行設備を備えたロケットにおいて、その
前記ロケットの胴体の先端部分の外壁において、先端部
分の中心から半径方向外側に突出する旋回羽根を、前記
ロケットの胴体の先端部分の外壁部に沿って螺旋状に設
けることにより、前記ロケットの胴体の先端部分の外壁
部に沿って流れる空気を、旋回させながら、前記ロケッ
トの胴体の後方へ排出させるように構成することを特徴
とする境界層制御機構。
【請求項８】前記旋回羽根の突端部までの高さが、前
記ロケットの胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向
かうにつれて徐々に高くなるように形成することを特徴
とする請求項７に記載の境界層制御機構。
【請求項９】前記ロケットの胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根の突端部までの高さが、旋回
羽根終了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピ
ークとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるよ
うに形成することを特徴とする請求項７に記載の境界層
制御機構。
【請求項１０】前記ロケットの胴体の先端部分の外壁
部に設置される前記旋回羽根のねじれ角が、前記ロケッ
トの胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向けて徐々
に大きくなるようにして、前記旋回羽根を設けることを
特徴とする請求項７〜９に記載の境界層制御機構。
【請求項１１】前記ロケットの胴体の先端部分の外壁
部に設置される前記旋回羽根の側面部を、前記ロケット
の胴体の先端部分の半径方向から旋回流の回転方向側に
傾斜させるようにして、前記旋回羽根を設けることを特
徴とする請求項７〜１０のいずれか１つに記載の境界層
制御機構。
【請求項１２】前記ロケットの胴体の先端部分の外壁
部に設置される前記旋回羽根に対して前記旋回羽根の断
面形状が、同旋回羽根の突端部から前記ロケットの胴体
の先端部分の外壁部に近づくにつれて徐々に幅広となる
ように形成することを特徴とする請求項１１に記載の境
界層制御機構。
【請求項１３】中心となる胴体と、その胴体に接続さ
れている複数の旋回翼と、推進装置であるスクリュウ等
の主要な一連の潜行設備を備えた潜水艦において、その
前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁において、先端部分
の中心から半径方向外側に突出する旋回羽根を、前記潜
水艦の胴体の先端部分の外壁部に沿って螺旋状に設ける
ことにより、前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁部に沿
って流れる水流を、旋回させながら、前記潜水艦の胴体
の後方へ排出させるように構成することを特徴とする境
界層制御機構。
【請求項１４】前記旋回羽根の突端部までの高さが、
前記潜水艦の胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向
かうにつれて徐々に高くなるように形成することを特徴
とする請求項１３に記載の境界層制御機構。
【請求項１５】前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根の突端部までの高さが、旋回
羽根終了地点の手前において、旋回羽根の高さを最大ピ
ークとし、その後は旋回羽根の高さを徐々に低くなるよ
うに形成することを特徴とする請求項１３に記載の境界
層制御機構。
【請求項１６】前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根のねじれ角が、前記潜水艦の
胴体の先端部分の中心から胴体の後方に向けて徐々に大
きくなるようにして、前記旋回羽根を設けることを特徴
とする請求項１３〜１５に記載の境界層制御機構。
【請求項１７】前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根の側面部を、前記潜水艦の胴
体の先端部分の半径方向から旋回流の回転方向側に傾斜
させるようにして、前記旋回羽根を設けることを特徴と
する請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の境界層制
御機構。
【請求項１８】前記潜水艦の胴体の先端部分の外壁部
に設置される前記旋回羽根に対して前記旋回羽根の断面
形状が、同旋回羽根の突端部から前記潜水艦の胴体の先
端部分の外壁部に近づくにつれて徐々に幅広となるよう
に形成することを特徴とする請求項１７に記載の境界層
制御機構。